《先進封裝設備行業深度:先進封裝推動設備需求高增國產設備迎發展良機-230515(30頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《先進封裝設備行業深度:先進封裝推動設備需求高增國產設備迎發展良機-230515(30頁).pdf(30頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 、先進封裝先進封裝推動推動設備設備需求需求高增高增,國產設備國產設備迎發展迎發展良機良機 -先進封裝設備行業深度先進封裝設備行業深度 行業名稱/機械設備 證券研究報告/行業深度報告 2023 年 5 月 15 日 評級:評級:增持增持(維持維持)分析師:王可分析師:王可 執業證書編號:執業證書編號:S0740519080001 Email: 分析師:張晨飛分析師:張晨飛 執業證書編號:執業證書編號:S0740522120001 Email: 基本狀況基本狀況 上市公司數 533 行業總市值(百萬元)3773595 行業流通市值
2、(百萬元)1741384 行業行業-市場走勢對比市場走勢對比 相關報告相關報告 1.先進封裝工藝與設備研究:先進封裝大勢所趨,國產設備空間廣闊-20220808 重點公司基本狀況重點公司基本狀況 簡稱 股價(元)EPS PE 評級 2022 2023E 2024E 2025E 2023E 2024E 2025E 芯碁微裝 69.44 1.13 1.77 2.42 3.21 39.27 28.71 21.64 增持 新益昌 119.68 2.00 3.14 4.39 5.11 38.06 27.24 23.42 未評級 光力科技 20.29 0.19 未評級 快克智能 29.04 1.10 1.
3、37 1.96 2.66 21.23 14.82 10.91 未評級 勁拓股份 15.10 0.37 未評級 耐科裝備 39.36 0.70 0.91 1.28 1.58 43.40 30.81 24.90 未評級 凱格精機 44.84 1.67 未評級 備注:股價取自 2023 年 5 月 15 日 報告摘要報告摘要 先進封裝大勢所趨,國內先進封裝大勢所趨,國內占比占比有望加速提升。有望加速提升。后摩爾時代后摩爾時代,先進封裝成半導體產業發展趨勢,先進封裝成半導體產業發展趨勢。隨著半導體制造技術節點提高,晶體管密度逼近極限并帶來發熱和功耗嚴重等問題。技術節點的進一步提高會帶來生產制造成本的非
4、線性增加,行業技術節點提高變緩并進入“后摩爾時代”。半導體產業的發展重心從進一步提高晶圓制造技術節點轉向封裝技術創新,先進封裝成為延續摩爾定律的重要路徑。先進封裝市場快速增長。先進封裝市場快速增長。根據 Yole 數據,2021 年全球先進封裝市場規模約 350 億美元,預計到 2025 年先進封裝的全球市場規模將達到 420 億美元,2019-2025 年全球先進封裝市場規模 CAGR 約 8%,增速高于傳統封裝市場。國內先進封裝占比國內先進封裝占比大幅大幅低于全球,低于全球,發展潛力大發展潛力大。根據 Frost&Sullivan 數據,2020年國內先進封裝市場規模 351.3 億元,占
5、封裝市場規模的比例約 14%。根據 Yole 數據,2020 年全球先進封裝占封裝的比例為 44.9%。國內先進封裝占比低于全球,隨著中國大陸半導體產業發展,尤其是先進制程比例的提高,先進封裝滲透率有望加速提高。根據 Frost&Sullivan 預測,2021-2025 年,中國先進封裝市場規模復合增速有望達到 29.9%,2025 年中國先進封裝市場規模占比有望達到 32.0%。先進封裝先進封裝推動推動設備設備需求增長需求增長,自自主主可控可控為國內企業帶來機遇為國內企業帶來機遇 先進封裝工藝:先進封裝工藝:先進封裝是一系列封裝技術的總稱,包括倒裝焊(Flip Chip)、晶圓級封裝(WL
6、P)、2.5D 封裝(Interposer)、3D 封裝(TSV)、Chip let 等。先進封裝主要 RDL(再布線)、TSV(硅通孔)、Bump(凸塊),Wafer(晶圓)四要素組成,在不提升工藝制程的情況下,實現芯片的高密度集成、體積的微型化,并降低成本,符合芯片尺寸更小、性能更高、功耗更低的發展趨勢。先進封裝先進封裝推動封裝推動封裝設備需求設備需求增長增長。先進封裝推動傳統封裝設備“量價齊升”,同時也會增加一系列新設備需求:(1)先進封裝工藝復雜度提升,且封裝對象更小、更多、更輕薄,對半導體封測設備的精度提出更高要求,且推動其需求量的增加,封測設備需求量價齊升;(2)先進封裝包含 Bu
7、mp(凸塊)、TSV(硅通孔)、RDL(再布線)等新工藝,帶來光刻、回流焊、電鍍等一系列新設備需求。自主可控自主可控+下游驅動,半導體封裝設備下游驅動,半導體封裝設備國產化持續推進。國產化持續推進。半導體是國家信息產業基石,而美國對中國半導體產業的限制不斷升級,自主可控迫在眉睫。封測是我國半導體產業競爭力最強的環節,下游市場的成熟為封裝設備國產化奠定良好基礎,國內設備商迎來發展機遇。受益標的:受益標的:先進封裝是半導體產業在后摩爾時代的必然選擇,產業趨勢確定。國內先進封裝占比大幅低于全球,隨著國內半導體產業發展,先進封裝占比有望加速提升。先進封裝帶來封測設備需求增長,關注芯碁微裝、新益昌、光力
8、科技、快克智能、勁拓股份、請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -2-行業深度報告行業深度報告 耐科裝備、凱格精機等。風險提示:風險提示:先進封裝行業發展不及預期;半導體行業景氣度下降的風險;國內企業技術進步不及預期的風險;研報使用信息更新不及時的風險。4WhU2VlXcV5XjW0XkWfW7N8QaQoMqQsQmPlOpPsPiNnMqP9PqRqQMYrRqOMYrQsQ 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -3-行業深度報告行業深度報告 內容目錄內容目錄 1.先進封裝大勢所趨,國內滲透率有望加速提升先進封裝大勢所趨,國內滲透率
9、有望加速提升.-6-1.1 半導體封裝技術持續發展,由傳統到先進.-6-1.2 后摩爾時代,先進封裝發展趨勢確定.-7-1.3 國內先進封裝占比低,半導體產業發展推動其滲透率加速提高.-8-2.先進封裝工藝:高度集成和高度互聯先進封裝工藝:高度集成和高度互聯.-9-2.1 半導體封裝工藝與設備.-9-2.2 先進封裝工藝:向高度集成和高度互聯發展.-12-3.先進封裝推動封裝設備價值增厚,自主可控為國內企業帶來機遇先進封裝推動封裝設備價值增厚,自主可控為國內企業帶來機遇.-16-3.1 先進封裝工藝推動封裝設備量價齊升.-16-3.2 先進封裝帶來新設備需求.-17-3.2.1、Bump(凸塊
10、)工藝與設備.-17-3.2.2、TSV(硅通孔)工藝與設備.-18-3.3.3、RDL(再布線)工藝與設備.-19-3.4 產業轉移+下游驅動,半導體封裝設備國產化持續推進.-20-4.受益標的受益標的.-22-4.1、芯碁微裝:直寫光刻設備龍頭,先進封裝打開成長空間.-22-4.2、新益昌:國產固晶機龍頭,半導體固晶機快速發展.-23-4.3、光力科技:國內半導體劃片機設備龍頭.-25-4.7、快克智能:電子裝聯設備龍頭,布局半導體封測打開成長空間.-25-4.4、勁拓股份:電子熱工設備領先,半導體設備取得突破.-26-4.5、耐科裝備:國內塑封設備知名企業.-27-4.6、凱格精機:錫膏
11、印刷設備龍頭,推出晶圓級植球整線.-27-5.風險提示風險提示.-28-請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -4-行業深度報告行業深度報告 圖表目錄圖表目錄 圖表圖表 1 1:半導體產業鏈:半導體產業鏈.-6-圖表圖表 2 2:半導體封裝技術發展歷程:半導體封裝技術發展歷程.-6-圖表圖表 3 3:晶體管密度逐步逼近極限:晶體管密度逐步逼近極限.-7-圖表圖表 4 4:制程節點的提升帶來成本非線性提高:制程節點的提升帶來成本非線性提高.-7-圖表圖表 5 5:20212021 年中國集成電路產業結構比例年中國集成電路產業結構比例.-7-圖表圖表 6 6:先進封裝成
12、為后摩爾時代發展趨勢:先進封裝成為后摩爾時代發展趨勢.-8-圖表圖表 7 7:全球半導體封測市場規模:全球半導體封測市場規模.-8-圖表圖表 8 8:中國大陸半導體封測市場規模:中國大陸半導體封測市場規模.-8-圖表圖表 9 9:全球集成:全球集成電路封裝測試產業結構電路封裝測試產業結構.-9-圖表圖表 1010:中國大陸封測市場規模(銷售口徑):中國大陸封測市場規模(銷售口徑).-9-圖表圖表 1111:國內部分企業先進封裝布局情況:國內部分企業先進封裝布局情況.-9-圖表圖表 1212:傳統半導體封裝工藝與設備:傳統半導體封裝工藝與設備.-10-圖表圖表 1313:晶圓減薄工藝:晶圓減薄工
13、藝.-10-圖表圖表 1414:晶圓減薄機:晶圓減薄機.-10-圖表圖表 1515:晶圓劃片過程:晶圓劃片過程.-11-圖表圖表 1616:刀輪劃片和激光劃片比較:刀輪劃片和激光劃片比較.-11-圖表圖表 1717:固晶機工作原理:固晶機工作原理.-11-圖表圖表 1818:不同芯片封裝對固晶機的要求:不同芯片封裝對固晶機的要求.-11-圖表圖表 1919:半導體鍵合工作原理:半導體鍵合工作原理.-12-圖表圖表 2020:半導體鍵合分類:半導體鍵合分類.-12-圖表圖表 2121:半導體封裝塑封工藝:半導體封裝塑封工藝.-12-圖表圖表 2222:先進封裝四要素:先進封裝四要素.-13-圖表
14、圖表 2323:半導體倒裝工藝:半導體倒裝工藝.-13-圖表圖表 2424:半導體:半導體 2.5D2.5D 封裝封裝.-14-圖表圖表 2525:半導體:半導體 3D3D 封裝封裝.-14-圖表圖表 2626:半導體晶圓級封裝:半導體晶圓級封裝.-14-圖表圖表 2727:半導體扇入:半導體扇入和扇出型封裝和扇出型封裝.-14-圖表圖表 2828:SIPSIP 封裝結構封裝結構.-15-圖表圖表 2929:SOCSOC、SIPSIP 和和 ChipLETChipLET 比較比較.-15-圖表圖表 3030:ChipLETChipLET 異構集成異構集成.-16-圖表圖表 3131:ChipL
15、ETChipLET 異質量集成異質量集成.-16-圖表圖表 3232:半:半導體封裝設備企業導體封裝設備企業.-16-圖表圖表 3333:半導體設備市場規模:半導體設備市場規模.-17-請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -5-行業深度報告行業深度報告 圖表圖表 3434:全球半導體封裝設備市場規模:全球半導體封裝設備市場規模.-17-圖表圖表 3535:凸塊工藝分類與特點:凸塊工藝分類與特點.-18-圖表圖表 3636:銅柱凸塊工:銅柱凸塊工藝藝.-18-圖表圖表 3737:TSVTSV 工藝流程工藝流程.-19-圖表圖表 3838:RDLRDL 示意圖示意圖.
16、-20-圖表圖表 3939:RDLRDL 工藝流程工藝流程.-20-圖表圖表 4040:半導體產業逐步向大陸轉移:半導體產業逐步向大陸轉移.-20-圖表圖表 4141:美:美國對中國半導體產業的限制不斷升級國對中國半導體產業的限制不斷升級.-21-圖表圖表 4242:中國大陸半導體設備市場規模占全球比重持續提高:中國大陸半導體設備市場規模占全球比重持續提高.-22-圖表圖表 4343:20212021 年全球封測行業市場份額分布情況年全球封測行業市場份額分布情況.-22-圖表圖表 4444:芯碁微裝發展歷程:芯碁微裝發展歷程.-23-圖表圖表 4545:公司業績變:公司業績變化情況化情況.-2
17、3-圖表圖表 4646:公司盈利能力變化情況:公司盈利能力變化情況.-23-圖表圖表 4747:芯碁微裝:芯碁微裝 WLP2000WLP2000 設備情況設備情況.-23-圖表圖表 4848:新益昌發展歷程:新益昌發展歷程.-24-圖表圖表 4949:公司業績變化情況:公司業績變化情況.-24-圖表圖表 5050:公司盈利能:公司盈利能力變化情況力變化情況.-24-圖表圖表 5151:公司業績變化情況:公司業績變化情況.-25-圖表圖表 5252:公司盈利能力變化情況:公司盈利能力變化情況.-25-圖表圖表 5353:公司業績變化情況:公司業績變化情況.-26-圖表圖表 5454:公司盈利能:
18、公司盈利能力變化情況力變化情況.-26-圖表圖表 5555:公司業績變化情況:公司業績變化情況.-27-圖表圖表 5656:公司盈利能力變化情況:公司盈利能力變化情況.-27-圖表圖表 5757:公司業績變化情況:公司業績變化情況.-27-圖表圖表 5858:公司盈利能力變化情況:公司盈利能力變化情況.-27-圖表圖表 5959:公司業:公司業績變化情況績變化情況.-28-圖表圖表 6060:公司盈利能力變化情況:公司盈利能力變化情況.-28-請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -6-行業深度報告行業深度報告 1.先進封裝大勢所趨,國內滲透率有望加速提升先進封裝大
19、勢所趨,國內滲透率有望加速提升 1.1 半導體封裝技術持續發展,由傳統到先進半導體封裝技術持續發展,由傳統到先進 半導體封裝定義:半導體封裝定義:將生產加工后的晶圓進行切割、焊線、塑封,使電路與外部器件實現連接,并為半導體產品提供機械保護,使其免受物理、化學等環境因素損失的工藝。圖表圖表 1 1:半導體產業鏈半導體產業鏈 來源:耐科裝備招股書,中泰證券研究所 半導體封裝技術發展歷程:由傳統到先進半導體封裝技術發展歷程:由傳統到先進。第一階段(20 世紀 70 年代之前),通孔插裝時代:典型的封裝形式包括最初的金屬圓形(TO 型)封裝、雙列直插封裝(DIP)等;第二階段(20 世紀 80 年代以
20、后),表面貼裝時代:從通孔插裝型封裝向表面貼裝型封裝的轉變,從平面兩邊引線型封裝向平面四邊引線型封裝發展;第三階段(20 世紀 90 年代以后),面積陣列封裝時代:從平面四邊引線型向平面球柵陣列型封裝發展,引線技術從金屬引線向微型段焊球方向發展。第四階段(2010 年之后),先進封裝時代:先進封裝技術成為延續摩爾定律的最佳選擇,在不提高半導體芯片制程的情況下能夠進一步提高集成度,顯現終端產品輕薄短小等效果。圖表圖表 2 2:半導體封裝技術發展歷程半導體封裝技術發展歷程 來源:先進封裝技術綜述,中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -7-行業深度報告行
21、業深度報告 1.2 后摩爾時代,后摩爾時代,先進封裝先進封裝發展發展趨勢確定趨勢確定 受受物理極限物理極限和成本和成本制約制約,摩爾定律逐步失效,摩爾定律逐步失效。半導體制造中,工藝制程持續微縮導致晶體管密度逼近極限,同時存在短道溝效應導致的漏電、發熱和功耗嚴重問題。工藝節點較高時,每次工藝節點的提高都會帶來成本的非線性增加,在資本支出大幅提高的背景下,技術節點的變遷在逐漸變緩。封裝在半導體技術中的重要性逐步提高。封裝在半導體技術中的重要性逐步提高。根據國際集成電路技術發展路線圖預測,未來半導體技術的發展將集中于三個方向:(1)繼續遵循摩爾定律縮小晶體管特征尺寸,以繼續提升電路性能、降低功耗,
22、即 More Moore;(2)向多類型方向發展,拓展摩爾定律,即 More Than Moore;(3)整合 System on Chip(SoC,系統級芯片)與 System in Package(SiP,系統級封裝),構建高價值集成系統。在后兩個發展方向中,封裝技術的重要性大幅增強。先進封裝提高封測環節產業價值。先進封裝提高封測環節產業價值。從產業環節價值看,傳統封測技術含量相對較低,但隨著先進封測技術的發展演進,更加突出芯片器件之間的集成與互聯,實現更好的兼容性和更高的連接密度,先進封測已然成為超越摩爾定律方向的重要賽道,讓封測廠商與設計端、制造端聯系更為緊密,進一步抬升封測環節的產業
23、價值。圖表圖表 5 5:2 2021021 年中國集成電路產業結構比例年中國集成電路產業結構比例 來源:CSIA,中泰證券研究所 后摩爾時代,先進封裝成為趨勢。后摩爾時代,先進封裝成為趨勢。先進封裝是在不要求提升芯片制程的43%30%27%設計業 制造業 封裝測試業 圖表圖表 3 3:晶體管密度逐步逼近極限晶體管密度逐步逼近極限 圖表圖表 4 4:制程節點制程節點的提的提升升帶來成本非線性提帶來成本非線性提高高 最高晶體管密度(最高晶體管密度(MTr/mm2)AnandTech IBM 臺積電 英特爾 三星 22 納米 16.5 16 納米/14 納米 28.88 44.67 33.32 10
24、 納米 52.51 100.76 51.82 7 納米 91.20 237.18 95.08 5 納米 171.30 3 納米 292.21 2 納米 333.33 來源:AMD,中泰證券研究所 來源:AMD,中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -8-行業深度報告行業深度報告 情況下,實現芯片的高密度集成、體積的微型化,并降低成本,符合高端芯片向尺寸更小、性能更高、功耗更低演進的趨勢。傳統封裝的功能主要在于芯片保護、電氣連接,先進封裝在此基礎上增加了提升功能密度、縮短互聯長度、進行系統重構的三項新功能。在后摩爾時代,人們開始由先前的“如何把芯片變得
25、更小”轉變為“如何把芯片封得更小”,先進封裝成為半導體行業發展重點。圖表圖表 6 6:先進封裝成為后摩爾時代發展趨勢先進封裝成為后摩爾時代發展趨勢 來源:中泰證券研究所整理 1.3 國內國內先進封裝先進封裝占比低,占比低,半導體產業半導體產業發展推動發展推動其其滲透率加速提高滲透率加速提高 半導體封測市場規模持續增長。半導體封測市場規模持續增長。根據 YOLE 數據,2021 年全球集成電路封測行業市場規模為 713 億美元,同比增長 5.32%,2017-2021 年CAGR 為 3.3%。2021 年中國封測產業市場規模為 2763 億元,同比增長 10.1%。2017-2021 年,中國
26、大陸封測產業市場規模 CAGR 為 9.9%,增速高于全球。先進封裝占比持續提升先進封裝占比持續提升。根據 Yole 預計,到 2025 年先進封裝的全球市場規模約 420 億美元,先進封裝在全球封裝的占比從 2021 年的 45%增長到2025年的49.4%,2019-2025年全球先進封裝市場的CARG約8%,高于傳統封裝市場和整體封裝市場增速。國內先進封裝滲透率低,行業發展推動滲透率加速提高。國內先進封裝滲透率低,行業發展推動滲透率加速提高。根據 Frost&Sullivan 數據,2020 年中國大陸封裝市場規模 2509.5 億元,其中先進圖表圖表 7 7:全球半導體封測全球半導體封
27、測市場規模市場規模 圖表圖表 8 8:中國中國大陸半導體大陸半導體封測市場規模封測市場規模 來源:YOLE,中泰證券研究所 來源:中國半導體行業協會,中泰證券研究所 0%5%10%15%020040060080020142015201620172018201920202021全球半導體封測市場規模(億美元)同比增速(%)0%5%10%15%20%25%05001,0001,5002,0002,5003,00020142015201620172018201920202021中國半導體封測市場規模(億元)同比增速(%)請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -9-行業深度
28、報告行業深度報告 封裝市場規模 351.3 億元,占大陸封裝市場規模的比例約 14%。隨著中國大陸半導體產業發展,尤其是先進制程比例的提高,先進封裝滲透率有望加速提高。根據 Frost&Sullivan 預測,2021-2025 年,中國先進封裝市場規模復合增速達到 29.9%,預計 2025 年中國先進封裝市場規模為 1137 億元,占中國大陸封裝市場的比例將達到 32.0%。圖表圖表 1111:國內國內部分部分企業先進封裝企業先進封裝布局情況布局情況 公司名稱公司名稱 封裝技術分類封裝技術分類 產品封裝形式產品封裝形式 通富微電 傳統封裝 QFP、SOT、TO、DIP、QFN 等系列 中端
29、先進封裝 BGA 等系列 高端先進封裝 Bumping、WLCSP、FC、SiP、FC-BGA 等系列 晶方科技 高端先進封裝 WLCSP 氣派科技 傳統封裝 DIP、SOP、SOT、CPC、QFP、DFN/QFN 等系列 中端先進封裝 BGA 等系列 高端先進封裝 FC 等系列 欣邦科技 高端先進封裝 TCP、FC、Bumping、WLCSP 等系列 南茂科技 傳統封裝 SOP、DFN/QFN 等系列 中端先進封裝 BGA 等系列 高端先進封裝 TCP、FC、Bumping、WLCSP 等系列 匯成股份 高端先進封裝 Bumping、FC(COG、COF)等系列 來源:匯成股份招股書,中泰證
30、券研究所整理 2.先進封裝先進封裝工藝:高度集成和高度互聯工藝:高度集成和高度互聯 2.1 半導體封裝工藝與設備半導體封裝工藝與設備 傳統傳統半導體封裝半導體封裝流程:流程:傳統半導體封測的工藝包括晶圓背面減薄、劃片、固晶、鍵合、塑封、打標、電鍍、切近筋成型、檢測。對應設備分別為磨削設備、劃片機、固晶機、鍵合機、塑封機、激光打標機、電鍍設備、切筋成型設備、測試機等。圖表圖表 9 9:全球集成電路封裝測試產業結構全球集成電路封裝測試產業結構 圖表圖表 1010:中國大陸封測市場規模(銷售口徑)中國大陸封測市場規模(銷售口徑)來源:YOLE,中泰證券研究所 來源:Frost&Sullivan,中泰
31、證券研究所 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2016201820202022E2024E傳統封裝 先進封裝 0%10%20%30%40%01000200030004000傳統封裝(億元)先進封裝(億元)傳統封裝YOY 先進封裝YOY 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -10-行業深度報告行業深度報告 圖表圖表 1212:傳統半導體封裝工藝與設備傳統半導體封裝工藝與設備 來源:中泰證券研究所整理 晶圓背面減?。壕A背面減?。簩木A廠出來的 Wafer 進行背面研磨,來減薄晶圓達到封裝需要的厚度。晶圓背面減薄的目的是降低封裝貼裝高
32、度,減小芯片封裝體積,改善芯片的熱擴散效率、電氣性能、機械性能及減小劃片的加工量。晶圓減薄工藝:晶圓減薄工藝:首先在正面(Active Area)貼膠帶保護電路區域,同時研磨背面。研磨之后,去除膠帶,測量厚度。其中,磨削包括粗磨、精磨和拋光三個階段。晶圓晶圓劃片:劃片:在一個晶圓上,通常有幾百個至數千個芯片連在一起。它們之間留有 80um 至 150um 的間隙,此間隙被稱之為劃片街區(Saw Street)。劃片將每一個具有獨立電氣性能的芯片通過切割分離出來。晶圓劃片主要有刀輪切割和激光切割兩種,目前刀輪切割占據主流路線。圖表圖表 1313:晶圓減薄工藝晶圓減薄工藝 圖表圖表 1414:晶圓
33、減薄機晶圓減薄機 來源:半導體封裝工程師之家,中泰證券研究所 來源:半導體封裝工程師之家,中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -11-行業深度報告行業深度報告 固晶固晶:將芯片從已經切割好的晶圓上抓取下來,并安臵在基板對應的位臵上,對應設備為固晶機。固晶工藝的主要要求是固晶速度和固晶準確性,IC 制造對放臵精度要求很高,而傳感器、分立器件、光通信模塊、功率器件和 LED 器件對精度要求相對較低。半導體半導體鍵合鍵合:使用金屬絲(金線、銅線、鋁線等),利用熱壓或者超聲能源,完成芯片與電路或引線框架之間的連接。按照工藝技術,鍵合分為球形焊接(ball
34、bonding)和楔形焊接(wedge bonding);按照焊接原理分為熱壓焊、超聲波焊、熱超聲波焊。圖表圖表 1515:晶圓劃片過程晶圓劃片過程 圖表圖表 1616:刀輪刀輪劃片和激光劃片比較劃片和激光劃片比較 刀片切割刀片切割 激光切割激光切割 技術原理 空氣主軸固定刀片劃切晶圓 激光頭劃切晶圓 核心零部件 空氣主軸 激光器及光學聚焦系統 技術優勢 成本低、壽命長 切割精度考、切割速度快 適用領域 較厚的晶圓(100 微米)較薄的晶圓(100 微米)示意圖 來源:熱設計公眾號,中泰證券研究所 來源:陸芯半導體,中泰證券研究所 圖表圖表 1717:固晶機固晶機工作原理工作原理 圖表圖表 1
35、818:不同芯片封裝對固晶機的要求不同芯片封裝對固晶機的要求 IC 傳感器傳感器 分立器件分立器件 光通信模塊光通信模塊 功率器件功率器件 LED 精度 高 低 較低 很低 效率 低 高 高 高 封裝類型 傳統封裝 先進封裝 傳統封裝 傳統封裝 傳統封裝 來源:IC 封裝設計,中泰證券研究所 來源:智森匯,中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -12-行業深度報告行業深度報告 塑封塑封:將芯片可靠地封裝到一定的塑料外殼內。塑封體對原本裸露于外界的芯片、器件以及連接線路進行支撐、保護,保證了芯片使用的可靠性。圖表圖表 2121:半導體封裝塑封工藝半導體
36、封裝塑封工藝 來源:智芯通,中泰證券研究所 激光打標、引腳電鍍、切筋成型:激光打標、引腳電鍍、切筋成型:對塑封后的芯片進行激光打標、引腳電鍍、切筋成型等處理。其中切筋成型是將已完成封裝的產品成型為滿足設計要求的形狀與尺寸,并從框架或基板上切筋、成型、分離成單個的具有設定功能的成品的過程。在芯片塑封后,其穩定性大幅增強,因此塑封之后封裝設備的技術要求相對較低。2.2 先進封裝工藝先進封裝工藝:向高度集成和高度互聯發展向高度集成和高度互聯發展 先進封裝向高度集成和高度互聯發展,主要先進封裝向高度集成和高度互聯發展,主要由四要素構成:由四要素構成:RDL(再布線)、TSV(硅通孔)、Bump(凸塊)
37、,Wafer(晶圓),其中 RDL 起著XY 平面電氣延伸的作用,TSV 起著 Z 軸電氣延伸的作用,Bump 起著界面互聯和應力緩沖的作用,Wafer 則作為集成電路的載體以及 RDL 和圖表圖表 1919:半導體半導體鍵合工作原理鍵合工作原理 圖表圖表 2020:半導體鍵合分類半導體鍵合分類 分類標準分類標準 焊接類型焊接類型 說明說明 工藝技術 球形焊接 楔形焊接 焊接原理 熱壓焊 300-500 無超聲 高壓力 引線:Au 超聲焊 室溫 有超聲 低壓力 引線:Al、Au 熱超聲焊 100-150 有超聲 低壓力 引線:Au 來源:激光制造網,中泰證券研究所 來源:4H-SiC 器件 A
38、l 基引線鍵合封裝,中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -13-行業深度報告行業深度報告 TSV 的介質和載體?,F階段先進封裝主要是指倒裝焊(Flip Chip)、晶圓級封裝(WLP)、2.5D 封裝(Interposer)、3D 封裝(TSV)、ChipLET等。圖表圖表 2222:先進封裝四要素先進封裝四要素 來源:CEIA,中泰證券研究所整理 倒裝工藝:倒裝工藝:指在芯片的 I/O 焊盤上直接沉積,或通過 RDL 布線后沉積凸塊(Bump),然后將芯片翻轉,進行加熱,使熔融的焊料與基板或框架相結合,芯片電氣面朝下。與引線鍵合工藝相比,倒裝工藝
39、具備與引線鍵合工藝相比,倒裝工藝具備多個優點多個優點:(1)I/O 密度高;(2)互聯長度大幅縮短,互連電阻、電感更??;(3)芯片中產生的熱量可通過焊料凸點直接傳輸刀封裝沉底,芯片散熱性更好。圖表圖表 2323:半導體倒半導體倒裝裝工藝工藝 來源:芯語,中泰證券研究所 2.5D 封裝與封裝與 3D 封裝:封裝:2.5D 封裝:封裝:裸片并排放臵在具有硅通孔(TSV)的中介層頂部。其底座,即中介層,可提供芯片之間的互聯;3D 封裝:封裝:又稱為疊層芯片封裝技術,3D 封裝可采用凸塊或硅通孔技術(Through Silicon Via,TSV),TSV 是利用垂直硅通孔完成芯片間互連的方法,由于連
40、接距離更短、強度更高,能實現更小更薄而性能更好、密度更高、尺寸和重量明顯減小的封裝,而且還能用于異種芯片之間的互連。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -14-行業深度報告行業深度報告 WLP(Wafer Level Package):):晶圓級封裝,直接在晶圓上進行大部分或全部的封裝測試程序,之后再進行切割制成單顆芯片。采用這種封裝技術,不需要引線框架、基板等介質,芯片的封裝尺寸減小,批量處理也使生產成本大幅下降。WLP 可分為扇入型晶圓級封裝(可分為扇入型晶圓級封裝(Fan-In WLP)和扇出型晶圓級封裝)和扇出型晶圓級封裝(Fan-Out WLP)兩大類:
41、)兩大類:扇入型:直接在晶圓上進行封裝,封裝完成后進行切割,布線均在芯片尺寸內完成,封裝大小和芯片尺寸相同;扇出型:基于晶圓重構技術,將切割后的各芯片重新布臵到人工載板上,芯片間距離視需求而定,之后再進行晶圓級封裝,最后再切割,布線可在芯片內和芯片外,得到的封裝面積一般大于芯片面積,但可提供的 I/O 數量增加。SiP:(:(System in Packag,系統級封裝),系統級封裝):將多種功能芯片,包括處理器、存儲器、FPGA 等功能芯片集成在一個封裝內,從而實現一個基本完整的功能。與系統級芯片(System on Chip,SoC)相對應,不同的是系統級封裝是采用不同芯片進行并排或疊加的
42、封裝方式,而 SoC 則是高度集成的芯片產品。圖表圖表 2424:半導體半導體 2 2.5D.5D 封裝封裝 圖表圖表 2525:半導體半導體 3 3D D 封裝封裝 來源:電子工程專輯,中泰證券研究所 來源:電子工程專輯,中泰證券研究所 圖表圖表 2626:半導體晶圓級封裝半導體晶圓級封裝 圖表圖表 2727:半導體扇入和扇出型封裝半導體扇入和扇出型封裝 來源:晶化科技,中泰證券研究所 來源:BPIL,中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -15-行業深度報告行業深度報告 圖表圖表 2828:SIPSIP 封裝結構封裝結構 來源:芯視野,中泰證券研
43、究所 Chiplet:通過總線和先進封裝技術實現異質集成的封裝形式;chiplet的優勢:(1)降低單片晶圓集成工藝良率風險,達到成本可控,有設計彈性,可實現芯片定制化;(2)Chiplet 將大尺寸的多核心的設計,分散到較小的小芯片,更能滿足現今高效能運算處理器的需求;(3)彈性的設計方式不僅提升靈活性,且可實現包括模塊組裝、芯片網絡、異構系統與元件集成四個方面的功能。圖表圖表 2929:S SOCOC、S SIPIP 和和 ChipLETChipLET 比較比較 單片集成單片集成 SoC 多芯片集成多芯片集成 SiP 單獨單獨 IP 集成集成 Chiplet 在 SoC 層面驗證 在 Si
44、P 層而驗證 在 Chiplet 層面驗證 3-4 年的開發時間 2-3 年的開發時間 1-2 年的開發時間 芯片中發現數百個缺陷 芯片中發現數十個缺陷 芯片中缺陷小于 10 個 無法重復使用 部分可重復使用 大量可重復使用 來源:CEIA 電子智造,中泰證券研究所 Chiplet 可實現異構集成與異質集成??蓪崿F異構集成與異質集成。(1)異構集成:將多個不同工藝節點單獨制造的芯片封裝到一個封裝內部,可以對采用不同工藝、不同功能不同制造商制造的組件進行封裝。例如將不同廠商的 7nm、10nm、28nm、45nm 的小芯片通過異構集成技術封裝在一起;(2)異質集成:將不同材料的半導體器件集成到一
45、個封裝內,可產生尺寸小、經濟性好、靈活性高、系統性能更佳的產品。如將 Si、GaN、SiC、InP 生產加工的芯片通過異質集成技術封裝到一起,形成不同材料的半導體在同一款封裝內協同工作的場景。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -16-行業深度報告行業深度報告 3.先進封裝先進封裝推動推動封封裝裝設備價值增厚設備價值增厚,自主可控自主可控為國內企業帶來機遇為國內企業帶來機遇 3.1 先進封裝工藝推動封先進封裝工藝推動封裝裝設備量價齊升設備量價齊升 半導體封裝設備包括磨片機、劃片機、固晶機、鍵合機、塑封設備、打標設備等。圖表圖表 3232:半導體封裝設備企業半導體封
46、裝設備企業 設備 國際廠商 國內廠商 圓片減薄機 日本 Disco、東京精密 中電科、華海清科等 砂輪劃片機 日本 Disco、東京精密 中電科、光力科技等 激光劃片機 日本 Disco、美國 JPSA、瑞士 Synova 大族激光、德龍激光等 固晶機 ASM、BESI 等 新益昌等 引線鍵合機 K&S、ASM、BESI 等 中電科、奧特維、新益昌等 塑封設備 TOWA 等 耐科裝備等 來源:中泰證券研究所整理 半導體封裝設備市場空間:半導體封裝設備市場空間:根據 SEMI 數據,2022 年全球半導體設備市場規模為 1076 億美元,同比增長 5%。2022 年中國大陸半導體設備銷售額為 2
47、82.7 億美元,同比下降 5%。根據 SEMI 數據,2021 年全球半導體封裝設備市場規模為 71.7 億美元,占同期全球半導體設備市場規模的比例約為 7%。圖表圖表 3030:C ChipLEThipLET 異構集成異構集成 圖表圖表 3131:C ChipLEThipLET 異質量集成異質量集成 來源:CEIA 電子智造,中泰證券研究所 來源:CEIA 電子智造,中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -17-行業深度報告行業深度報告 先進封裝發展增大封裝設備需求。先進封裝發展增大封裝設備需求。(1)先進封裝中,芯片層數增加,芯片厚度需要更加輕
48、薄以減小體積,因此減薄設備需求增加;(2)ChipLET中,芯片變小且數量變多,劃片時需要將晶圓切割為更多小芯片,先進封裝中劃片機需求的數量和精度都會提升;(3)芯片變小且數量提高之后,對固晶機的需求量和精度要求都會提升。先進封裝發展推動測試設備需求增長。先進封裝發展推動測試設備需求增長。在 SIP 或 ChipLET 中,一個塑封體中封裝了多個小芯片,若其中部分芯片不良,則會導致整個大芯片整體無法正常工作。因此先進封裝中,需要對小芯片進行全檢,測試設備需求增加。3.2 先進封裝帶來新設備需求先進封裝帶來新設備需求 3.2.1、Bump(凸塊)工藝與設備(凸塊)工藝與設備 凸塊工藝:凸塊工藝:
49、凸塊是定向指生長于芯片表面,與芯片焊盤直接或間接相連的具有金屬導電特性的突起物。根據材料,凸塊可分為金凸塊、銅鎳金凸塊、銅柱凸塊、焊球凸塊。凸塊是芯片倒裝必備工藝,是先進封裝的核心技術之一。圖表圖表 3333:半導體設備市場規模半導體設備市場規模 圖表圖表 3434:全球半導體封裝設備市場規模全球半導體封裝設備市場規模 來源:SEMI,中泰證券研究所 來源:SEMI,中泰證券研究所 0200400600800100012002016201720182019202020212022全球(億美元)中國(億美元)012345678全球半導體封裝市場規模(十億美元)請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務
50、必閱讀正文之后的重要聲明部分 -18-行業深度報告行業深度報告 圖表圖表 3535:凸塊凸塊工藝分類與特點工藝分類與特點 凸塊種類 主要特點 應用領域 金凸塊 由于金具有良好的導電性、機械加工性(較為柔軟)及抗腐蝕性,因此金凸塊具有密度大、低感應、散熱能力佳、材質穩定性高等特點但金凸塊原材料成本相對較高 主要應用于顯示驅動芯片、傳感器、電子標簽等產品封裝 銅鎳金凸塊 鋼鎳金凸塊可適用于不同的封裝形式,可提高鍵合的導電性能、散熱性能、減少阻抗,大大提高了引線鍵合的靈活性;雖原材料成本較金凸塊低,但工藝復雜,制造成本相對較高 目前主要應用于電源管理等大電流、需低阻抗的芯片封裝 銅柱凸塊 銅柱凸塊具
51、有良好的電性能和熱性能,具備窄節距的優點。同時可通過增加介電層或 RDL 提升芯片可靠性 應用領域較廣,主要應用于通用處理器、圖像處理器、存儲器芯片、ASIC、FPGA、電源管理芯片、射頻前端芯片、基帶芯片、功率放大器、汽車電子等產品或領域 錫凸塊 凸塊結構主要由銅焊盤和錫帽構成,一般是銅柱凸塊尺寸的35 倍球體較大,可焊性更強 應用領域較廣,主要應用于圖像傳感器、電源管理芯片、高速器件、光電器件等領域 來源:半導體材料與工藝設備,中泰證券研究所 金金/銅凸塊銅凸塊工藝工藝:(1)采用濺射或其他物理氣相沉積的方式再晶圓表面沉積一層 Ti/Cu 等金屬作為電鍍的種子層;(2)在晶圓表面涂一定厚度
52、的光刻膠,并運用光刻曝光工藝形成所需要圖形;(3)對晶圓進行電鍍,通過控制電鍍電流大小、電鍍時間等,從光刻膠開窗圖形底部生長并得到一定厚度的金屬層;(4)去除多余光刻膠。錫錫凸塊工藝凸塊工藝:與銅柱凸塊流程相似,凸塊結構主要由銅焊盤和錫帽構成(一般配合再鈍化和 RDL 層),差別主要在于焊盤的高度較低,同時錫帽合金是成品錫球通過鋼板印刷,在助焊劑以及氮氣環境下高溫熔融回流與銅焊盤形成的整體產物。錫凸塊一般是銅柱凸塊尺寸的 35 倍,球體較大,可焊性更強(也可以通過電鍍形成錫球)。銅鎳金凸塊工藝:銅鎳金凸塊工藝:采用晶圓凸塊的基本制造流程,電鍍厚度超過 10m 以上的銅鎳金凸塊。新凸塊替代了芯片
53、的部分線路結構,優化了 I/O 設計,大幅降低了導通電阻 圖表圖表 3636:銅柱銅柱凸塊工藝凸塊工藝 來源:頎中科技招股書,中泰證券研究所 3.2.2、TSV(硅通孔)工藝與設備(硅通孔)工藝與設備 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -19-行業深度報告行業深度報告 TSV(Through Silicon Via)即硅通孔技術,)即硅通孔技術,是一種利用垂直硅通孔實現芯片互連的方法,相比于傳統引線連接,具有更短的連接距離、更高的機械強度、更薄的芯片厚度、更高的封裝密度,同時還可以實現異種芯片的互連。TSV 的制作工藝流程:的制作工藝流程:在硅片上刻蝕通孔,側壁
54、沉積金屬粘附層、阻擋層和種子層,TSV 通孔中電鍍銅金屬作為導體,使用化學機械拋光(CMP)將硅片減薄,最后疊層鍵合。TSV 關鍵工藝與設備:1、通孔刻蝕:深反應離子刻蝕(DRIE)、激光刻蝕、濕法刻蝕 2、絕緣層、阻擋層和種子層沉積:等離子體化學氣相沉積(PECVD)、金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)、物理氣相沉積(PVD);3、通孔內導電物質填充:MOCVD 填充鎢、LPCVD 填充多晶硅、電鍍填充銅;4、晶圓減?。夯瘜W機械拋光(CMP);5、疊層鍵合:氧化物鍵合、金屬鍵合、粘合劑鍵合;圖表圖表 3737:T TSVSV 工藝流程工藝流程 來源:半導體封裝工程師之家,中泰證券研究所 3.
55、3.3、RDL(再布線)工藝與設備(再布線)工藝與設備 RDL(ReDistribution Layer,重布線層):,重布線層):是實現芯片水平方向互連的關鍵技術,可將芯片上原來設計的 I/O 焊盤位臵通過晶圓級金屬布線工藝變換位臵和排列,形成新的互連結構。RDL 的的工藝流程:工藝流程:(1)形成鈍化絕緣層并開口;(2)沉積粘附層和種子層;(3)光刻顯影形成線路圖案并電鍍填充;(4)去除光刻膠并刻蝕粘附層和種子層;(5)重復上述步驟進行下一層的 RDL 布線。RDL 需要的設備包括曝光設備、PVD 設備等。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -20-行業深度報
56、告行業深度報告 3.4 產業轉移產業轉移+下游驅動,半導體封裝設備國產化持續推進下游驅動,半導體封裝設備國產化持續推進 半導體產業總共經歷了三次產業遷移半導體產業總共經歷了三次產業遷移。(1)第一次是從 20 世紀 80 年代開始,由美國本土向日本遷移,成就了東芝、松下、日立、東京電子等知名品牌;(2)第二次是在 20 世紀 90 年代到 21 世紀初,由美國、日本向韓國以及中國臺灣遷移,造就了三星、海力士、臺積電、日月光等大型廠商;(3)目前,全球正經歷半導體產業鏈的第三次轉移,由中國臺灣、韓國向中國大陸遷移,持續的產能轉移不僅帶動了中國大陸集成電路整體產業規模和技術水平的提高,為集成電路裝
57、備制造業提供了巨大的市場空間。圖表圖表 4040:半導體產業逐步向大陸轉移半導體產業逐步向大陸轉移 來源:金海通招股書,中泰證券研究所 美國對中國半導體產業的限制不斷升級。美國對中國半導體產業的限制不斷升級。2022 年 10 月 7 日,美國商務部工業與安全局(BIS)公布了對向中國出口的先進計算和半導體制造物項實施新的出口管制,此次出口管制新規中,美國商務部以國家安全為由,對向中國出口的芯片和相關生產工具增加了限制,內容主要包括:(1)限制中國企業獲取高性能芯片和先進計算機;(2)限制美國人為涉及中國的特定半導體活動提供支持;(3)限制中國獲取先進半導體制造物項與設備;(4)新增 31 家
58、中國實體公司、研究機構列入 UVL(未經核實清單)名單等。這是自 2018 年以來,美國對中國半導體產業制裁的再次升級,半導體作為國家信息產業基石,自主可控迫在眉睫。圖表圖表 3838:R RDLDL 示意圖示意圖 圖表圖表 3939:RDLRDL 工藝流程工藝流程 來源:臺積電,中泰證券研究所 來源:SPIL,中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -21-行業深度報告行業深度報告 圖表圖表 4141:美國對中國半導體產業的限制不斷升級美國對中國半導體產業的限制不斷升級 時間時間 美國對中國半導體限制措施美國對中國半導體限制措施 2020 年 6 月
59、 針對美國對于華為的出口禁令,臺積電在 16 日投資者電話會議上,首度對外表示,5 月 15 日已停止接受華為的新訂單,除非美國核準,臺積電預計在 9 月 14 日停止對華為出貨 2020 年 7 月 英國政府宣布將從 2021 年起禁止英國移動運營商購買新的華為產品,2027 年前在英國網絡中撤除所有華為產品 2020 年 8 月 禁令第三階段:伴隨著華為的臨時性通用許可證到期,美國商務部工業和安全局(BIS)宣布進一步限制華為進入美國技術領域,將華為另外的 38 家關聯公司加入實體清單 2020 年 12 月 美國商務部工業與安全局宣布,將中芯國際等多家技術公司列入美國出口管制的“實體清單
60、”2021 年 1 月 發布美國芯片法案要求購買半導體制造設備與相關投資可獲得稅務減免,井要求聯邦撥款 100 億美元鼓勵半導體美國制造。成立“國家半導體技術中心”,鼓勵國防部、能源部擴大半導體投資。2021 年 4 月 美國將七家中國超級計算機公司列入實體清單 2021 年 5 月 美國壙大投資黑名單,將中芯國際、華為等 59 家中企列入 2021 年 6 月 美國商務部、能源部、國防部、衛生與公共服務部聯合發布了建立供給鏈彈性、振興美國制造、促進廣泛增長評估報告(以下簡稱供應鏈報告),指出美國半導體等四個關鍵領域的供應鏈存在漏洞和風險,例如美國半導體產業當前缺少晶圓生產廠,半導體材料依賴韓
61、國和中國(含臺灣)的進口等,明確提出會過 500 億美元專項投資,為美國的半導體制造和研發提供專項資金。2021 年 9 月 以應對全球芯片危機為借口,向英特爾、三星、臺積電等半導體企業強索客戶信息、供貨周期、芯片庫存等核心商業數據。2021 年 10 月 美國參議院投票通過安全設備法案,加強對華為、中興限制 2021 年 11 月 晶盛機電海外收購案被意大利政府否決;英特爾成都廠擴產計劃因美國政府反對而取消 2021 年 12 月 美國禁止韓國存儲芯片企業 SK 海力士在華工廠引進艾司摩爾 EUV 光刻機,因為此舉會“助力中國軍事現代化”;美國考慮進一步加強對中芯國際的設備出口禁令;美國商務
62、部將中國的 GPU 龍頭景嘉微、亞成微、愛信諾航芯、??滴⒂暗?34 家實體加入實體清單;美國 CFUS 否決智路資本 14 億美元收購美格納;中國臺灣將出臺政策,限制半導體業務出售給大陸 2022 年 2 月 美國眾議院通過2022 年美國競爭法,注資半導體產業 520 億美元 2022 年 5 月 美國晶片加工補助法案附加條件,限制受補助的美企前往中國投資;美商務部擬針對華虹半導體、長鑫存賭、長江存儲等企業限制出口 2022年7月14日 美國游說荷蘭禁止 ASML 向中國銷售晶片制造設備;美國審查對中出口部份半導體政策,防止先進技術流出 2022年7月19日 美方推動“美國晶片法案”過關,
63、規定晶片廠若獲美補助十年內禁止擴大在中國投資 2022年7月28日 參眾兩院先后通過總規模 2,800 億美元的晶片與科學法案 2022年7月29日 美日雙方同意為次世代晶片設立國際半導體研究中心,建構安全晶片供應鏈 2022年7月30日 美方禁止美國業者出售 14 納米以下的半導體設備對象甚至包括在中國投資的外企 2022 年 8 月 3 日 美國準備對用于設計半導體的特定類型 EDA 軟件實施新的出口限制,以減緩中國制造先進芯片的能力 2022年10月7日 美國商務部工業與安全局(BIS)公布了對向中國出口的先進計算和半導體制造物項實施新的出口管制,美國對中國半導體產業制裁的再次升級。來源
64、:中美戰略競爭下兩岸半導體產業發展研究,公開資料,中泰證券研究所 半導體設備國產化率持續提升。半導體設備國產化率持續提升。根據 SEMI(國際半導體產業協會)數據顯示,中國大陸半導體設備市場在 2013 年之前占全球比重小于 10%,2014-2017 年提升至 10-20%,2018 年之后保持在 20%以上,2020 年中國大陸在全球市場占比實現 26.30%,較 2019 年增長了 3.79 個百分點,2021 年中國大陸在全球市場占比實現 28.86%,中國大陸半導體設備市場份額保持上升趨勢。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -22-行業深度報告行業深度
65、報告 圖表圖表 4242:中國大陸半導體設備市場規模占全球比重持續提高中國大陸半導體設備市場規模占全球比重持續提高 來源:金海通招股書,中泰證券研究所整理 封測是我國半導體產業競爭力最強的環節封測是我國半導體產業競爭力最強的環節,下游市場的成熟為封裝設備,下游市場的成熟為封裝設備國產化奠定良好基礎國產化奠定良好基礎。與設計和晶圓制造相比,封裝行業進入壁壘較低,因此在中國集成電路發展早期,眾多企業選擇以封測環節作為切入口,并不斷加強對海內外企業并購動作,以持續擴大公司規模。目前封測已成為中國大陸半導體產業鏈中競爭力最強的環節,根據華經產業網數據,2021 年長電科技、通富微電、華天科技三家企業占
66、全球封測市場的20.1%。圖表圖表 4343:2 2021021 年全球封測行業市場份額分布情況年全球封測行業市場份額分布情況 來源:華經產業網,中泰證券研究所 4.受益標的受益標的 4 4.1.1、芯、芯碁微裝碁微裝:直寫光刻設備龍頭,先進封裝打開成長空間:直寫光刻設備龍頭,先進封裝打開成長空間 公司是直寫光刻設備龍頭。公司是直寫光刻設備龍頭。公司成立于 2015 年,以直寫光刻底層技術為核心,發展 PCB、泛半導體、光伏銅電鍍三大領域。直寫光刻是應用廣泛的圖形化工藝,公司技術在該領域處于領先水平,是以微納直寫光刻技術為核心的平臺型企業。0%5%10%15%20%25%30%35%20122
67、01320142015201620172018201920202021中國大陸半導體設備市場規模占全球比重(%)27.0%13.5%10.8%6.6%5.1%4.2%3.2%2.7%2.2%2.2%22.5%日月光 安靠 長電科技 力成科技 通富微電 華天科技 智路資本 京元電子 南茂 欣邦 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -23-行業深度報告行業深度報告 圖表圖表 4444:芯碁微裝發展歷程芯碁微裝發展歷程 來源:公司官網,芯碁微裝招股書,中泰證券研究所 公司業績快速增長,盈利能力穩定。公司業績快速增長,盈利能力穩定。2017-2022 年,公司營業收入由
68、0.22億元增長至 6.53 億元,CAGR 約 97.0%;歸母凈利潤由-0.07 億元增長至 1.37 億元。2022 年公司銷售毛利率和銷售凈利率分別為 43.17%、20.94%,處于較高水平。近三年公司盈利能力趨于平穩。直寫光刻在先進封裝光刻領域具備優勢直寫光刻在先進封裝光刻領域具備優勢,公司有望受益于先進封裝發展。,公司有望受益于先進封裝發展。先進封裝形式更為靈活,例如芯片重構后存在位臵偏移等情況,而掩膜光刻的圖案難以直接改變。直寫光刻采用數字化掩膜版,更加靈活,因此在先進封裝領域更具優勢。公司 WLP2000 光刻機,可用于先進封裝的 BUMP、RDL、WLP 等工藝,有望受益于
69、先進封裝行業發展。圖表圖表 4747:芯碁微裝芯碁微裝 W WLP2000LP2000 設備情況設備情況 產品型號 應用 分辨率 晶圓級封裝光刻 WLP2000 主要應用于 8inch/12inch 集成電路先進封裝領域,包括 Flip Chip、Fan-In WLP、Fan-Out WLP 和 2.5D/3D 等先進封裝形式。該系統采用多光學引擎并行掃描技術,具備自動套刻、背部對準、智能糾偏、WEE/WEP 功能,在在 RDLRDL、BumpingBumping 和和 TSVTSV 等制程工藝中優勢明顯。等制程工藝中優勢明顯。L/S 2/2m;Hole 4m 來源:公司官網,中泰證券研究所
70、4.2、新益昌、新益昌:國產固晶機龍頭:國產固晶機龍頭,半導體固晶機快速發展,半導體固晶機快速發展 公司是國內固晶機龍頭。公司是國內固晶機龍頭。公司成立于 2006 年,目前公司已經成為國內圖表圖表 4545:公司業績變化情況公司業績變化情況 圖表圖表 4646:公司盈利能力變化情況公司盈利能力變化情況 來源:公司公告,中泰證券研究所 來源:公司公告,中泰證券研究所 0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%200%-10001002003004005006007002017A2018A2019A2020A2021A2022A2023Q1營業收入(百萬元)歸母凈利潤(
71、百萬元)營業收入同比增長(%)歸母凈利潤同比增長(%)0%10%20%30%40%50%60%70%2018A2019A2020A2021A2022A2023Q1銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -24-行業深度報告行業深度報告 LED 固晶機、電容器老化測試智能制造裝備領域的領先企業,同時憑借深厚的研發實力和持續的技術創新能力,成功進入了半導體固晶機和MiniLED 固晶機市場。此外,公司部分智能制造裝備產品核心零部件如驅動器、高精度讀數頭及直線電機、音圈電機等已經實現自研自產,是國內少有的具備核心零部件自主研發與生產能力的智能
72、制造裝備企業。圖表圖表 4848:新益昌發展歷程新益昌發展歷程 來源:公司公告,中泰證券研究所整理 公司公司業績持續增長業績持續增長。2017-2022年,收入由5.05億元增長至11.84億元,CAGR 約 18.6%;歸母凈利潤由 0.52 億元增長至 2.05 億元,CAGR 約31.6%。2019-2022 年,近三年收入 CAGR 21.8%,歸母 CAGR 32.3%。2022 年,公司銷售毛利率和銷售凈利率分別為 43.64%、17.18%。2017-2022 年,公司毛利率由 25.23%提升至 43.64%,盈利能力逐步提升。半半導體固晶機市場規模大,進口依賴度導體固晶機市場
73、規模大,進口依賴度較較高。高。根據 Yole development,預計 2024 年全球半導體固晶機市場規模為 10.83 億美元。國內企業主要向 ASMPT 和 BESI 采購半導體固晶機,進口依賴度較高。公司半導體固晶公司半導體固晶機快速發展,行業認可度高機快速發展,行業認可度高。公司在半導體設備領域已具有較強的市場競爭力及較高的品牌知名度,封測業務涵蓋 MEMS、模擬、數?;旌?、分立器件等領域,客戶包括晶導微、燦瑞科技、揚杰科圖表圖表 4949:公司業績變化情況公司業績變化情況 圖表圖表 5050:公司盈利能力變化情況公司盈利能力變化情況 來源:公司公告,中泰證券研究所 來源:公司公
74、告,中泰證券研究所 0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%2017A2018A2019A2020A2021A2022A 2023Q1銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -25-行業深度報告行業深度報告 技、通富微、固锝電子、華天科技等知名公司。公司半導體固晶設備近年來客戶導入順利,受到業內認可,業務收入得到快速增長。4.3、光力科技:國內半導體劃片機設備龍頭、光力科技:國內半導體劃片機設備龍頭 公司已成為半導體封測設備以及關鍵零部件領域龍頭企業。公司已成為半導體封測設備以及關鍵零部件領域龍頭企業。2016 年
75、以來公司通過持續收購 LP、LPB、ADT 等公司迅速進入了半導體劃片機及核心零部件空氣主軸領域,根據公司 2022 年 4 月 12 日發布的投資者調研紀要,公司的半導體劃片設備最關鍵的精密控制系統可以對步進電機實現低至 0.1 微米的控制精度,處于業內領先水平。公司有望充分受益于行業國產替代。2015-2022 年,收入由 1.20 億元增長至 6.15 億元;歸母凈利潤由 0.24億元增長至 0.65 億元。2019-2022 年,近三年收入 CAGR 27.47%,歸母CAGR 5.23%。2022年,公司銷售毛利率和銷售凈利率分別為53.29%、10.99%,毛利率保持穩定,凈利率因
76、研發費用率提高、投資凈收益下降等原因同比下滑。公司半導體劃片機競爭力強。公司半導體劃片機競爭力強。公司是全球排名前三的半導體切割劃片裝備企業,并同時擁有切割劃片量產設備、核心零部件空氣主軸和刀片等耗材的企業,可以為客戶提供個性化的劃切整體解決方案。公司高端切割劃片設備與耗材可以用于先進封裝中的切割工藝。公司與日月光、嘉盛半導體、長電科技、通富微電、華天科技等國內外封測頭部企業建立了穩定的合作關系。4.7、快克智能:電子裝聯設備龍頭,布局半導體封測打開成長空間、快克智能:電子裝聯設備龍頭,布局半導體封測打開成長空間 電子裝聯設備龍頭,布局半導體封測設備。電子裝聯設備龍頭,布局半導體封測設備。公司
77、布局電子裝聯精密焊接設備多年,2022 年榮獲國家工信部電子裝聯精密焊接設備“制造業單項冠軍”。公司立足于國家半導體設備國產化戰略方向,通過自主研發、產學研合作、成立海外研發機構、并購擴張、產業基金合作等方式,多圖表圖表 5151:公司業績變化情況公司業績變化情況 圖表圖表 5252:公司盈利能力變化情況公司盈利能力變化情況 來源:公司公告,中泰證券研究所 來源:公司公告,中泰證券研究所-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0100200300400500600700營業收入(百萬元)歸母凈利潤(百萬元)營業收入同比增長(%)歸母凈利潤同比增長(%)0%10%20
78、%30%40%50%60%70%2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 2022A 2023Q1銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -26-行業深度報告行業深度報告 措并舉打造國產化功率半導體封裝核心設備,主要產品包括 IGBT 固晶機、甲酸焊接爐、納米銀燒結設備等。業績穩健增長,盈利能力強。業績穩健增長,盈利能力強。2017-2022 年,公司營業收入由 3.62 億元增長至 9.01 億元,CAGR 約 20.0%;歸母凈利潤由 1.32 億元增長至 2.73億元,CAGR 約 15.6%。公司為電子裝聯設備
79、細分賽道隱形冠軍,競爭力強,盈利能力突出,2022 年公司銷售毛利率和銷售凈利率分別為51.92%、30.47%。4.4、勁拓股份、勁拓股份:電子熱工設備領先,半導體設備取得突破電子熱工設備領先,半導體設備取得突破 公司在電子熱工領域處于領先地位,公司在電子熱工領域處于領先地位,被行業協會授予“SMT 領域龍頭企業”,回流焊設備獲國家工信部“制造業單項冠軍產品”認證。公司自主研發的檢測設備和自動化設備實現對電子熱工設備的輔助和功能擴展,豐富了公司產品的應用場景,與電子熱工設備配合為客戶提供覆蓋電子產品 PCB 生產過程中插件、焊接和檢測的整套系統解決方案。公司半導體專用設備已實現突破。公司半導
80、體專用設備已實現突破。公司研制生產了半導體芯片封裝爐、Wafer Bumping 焊接設備、真空甲酸焊接設備、甩膠機、氮氣烤箱、無塵壓力烤箱等多款半導體熱工設備、半導體硅片制造設備,并具備為客戶提供不同制造工藝設備的定制能力。公司半導體專用設備產品已累計交付服務客戶超過 20 家,獲得客戶的認可、驗收及復購,成為公司戰略級業務和未來成長點。經營情況:經營情況:2015-2022 年,公司營業收入由 2.57 億元增長至 7.91 億元,CAGR 約 17.4%;歸母凈利潤由 0.32 億元增長至 0.89 億元,CAGR 約15.7%。2022年,公司銷售毛利率和銷售凈利率分別為37.38%、
81、11.24%,同比分別提高 7.56pct、4.13pct,公司毛利率提高,主要原因為產品結構調整、精益生產措施落實等。圖表圖表 5353:公司業績變化情況公司業績變化情況 圖表圖表 5454:公司盈利能力變化情況公司盈利能力變化情況 來源:公司公告,中泰證券研究所 來源:公司公告,中泰證券研究所-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%020040060080010002017A2018A2019A2020A2021A2022A2023Q1營業收入(百萬元)歸母凈利潤(百萬元)營業收入同比增長(%)歸母凈利潤同比增長(%)0%10%20%30%40%50%60%70%2017A
82、2018A2019A2020A2021A2022A2023Q1銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -27-行業深度報告行業深度報告 4.5、耐科裝備:國內塑封設備、耐科裝備:國內塑封設備知名知名企業企業 公司是國內半導體封裝及塑料擠出成型智能制造裝備領域知名企業。公司是國內半導體封裝及塑料擠出成型智能制造裝備領域知名企業。在半導體封裝裝備領域,作為國內為數不多的半導體封裝設備及模具國產品牌供應商之一,公司已成為通富微電、華天科技、長電科技等頭部半導體封裝企業的供應商。通過差異化的自主創新和研發,經過多年的發展,掌握了成熟的核心關鍵技
83、術和工藝,公司半導體封裝設備與國際一流品牌如日本 TOWA、YAMADA 等同類產品的差距正逐漸縮小。公司目標是實現我國在半導體塑料封裝裝備領域的自主可控,在全球市場與國際一流品牌進行同臺競技。在擠出成型裝備領域,產品遠銷全球 40 多個國家和地區,服務于德國 Profine GmbH、美國 Eastern Wholesale Fence LLC、比利時 Deceuninck NV 等眾多全球著名品牌,出口規模連續多年位居我國同類產品首位。公司業績持續增長。公司業績持續增長。2017-2022 年,公司營業收入由 0.66 億元增長至2.69 億元,CAGR 約 32.4%;歸母凈利潤由 0.
84、13 億元增長至 0.57 億元,CAGR 約 34.4%。2018-2020 年,公司毛利率下降,近年隨著成本和費用管控,公司盈利能力逐步趨于穩定。4.6、凱格精機:、凱格精機:錫膏印刷設備龍頭,錫膏印刷設備龍頭,推出晶圓級植球整線推出晶圓級植球整線 圖表圖表 5555:公司業績變化情況公司業績變化情況 圖表圖表 5656:公司盈利能力變化情況公司盈利能力變化情況 來源:公司公告,中泰證券研究所 來源:公司公告,中泰證券研究所 圖表圖表 5757:公司業績變化情況公司業績變化情況 圖表圖表 5858:公司盈利能力變化情況公司盈利能力變化情況 來源:公司公告,中泰證券研究所 來源:公司公告,中
85、泰證券研究所-200%-100%0%100%200%300%400%500%020040060080010001200營業收入(百萬元)歸母凈利潤(百萬元)營業收入同比增長(%)歸母凈利潤同比增長(%)0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 2022A 2023Q1銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)-50%0%50%100%150%200%250%0501001502002503002017A2018A2019A2020A2021A2022A2023Q1營業收入(百萬元)歸母凈利潤(百萬元)營業收入同比增長(%)歸母凈利
86、潤同比增長(%)0%10%20%30%40%50%60%2018A2019A2020A2021A2022A2023Q1銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -28-行業深度報告行業深度報告 錫膏印刷設備龍頭,錫膏印刷設備龍頭,布局半導體設備打開成長空間布局半導體設備打開成長空間。公司主要從事自動化精密裝備的研發、生產、銷售及技術支持服務,主要產品為錫膏印刷設備、LED 封裝設備、點膠設備和柔性自動化設備。公司布局半導體封測設備,推出半導體固晶機、半導體點膠設備、晶圓級印刷植球整線等產品,有望受益于先進封裝產業發展。公司業績持續增長。公
87、司業績持續增長。2017-2022 年,公司營業收入由 3.46 億元增長至7.79 億元,CAGR 約 17.6%;歸母凈利潤由 0.45 億元增長至 1.27 億元,CAGR 約 23.1%。公司盈利能力穩定,2022 年銷售毛利率和銷售凈利率提高。5.風險提示風險提示 先進封裝產業發展不及預期風險先進封裝產業發展不及預期風險。先進封裝是行業發展趨勢,但如果產業進展或技術進步不及預期,可能導致相關公司業務進展不業績預期的風險;半導體產業政策風險半導體產業政策風險。半導體產業為信息產業基石,美國限制國內半導體產業發展的意圖短期不會改變,若出現新的限制政策,產業發展可能會受影響;研報引用數據更
88、新不及時的風險。研報引用數據更新不及時的風險。圖表圖表 5959:公司業績變化情況公司業績變化情況 圖表圖表 6060:公司盈利能力變化情況公司盈利能力變化情況 來源:公司公告,中泰證券研究所 來源:公司公告,中泰證券研究所-50%0%50%100%020040060080010002017A2018A2019A2020A2021A2022A2023Q1營業收入(百萬元)歸母凈利潤(百萬元)營業收入同比增長(%)歸母凈利潤同比增長(%)0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%2017A2018A2019A2020A2021A2022A2023Q1銷售毛利率(%)銷售凈利率
89、(%)請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -29-行業深度報告行業深度報告 投資評級說明投資評級說明:評級評級 說明說明 股票評級股票評級 買入 預期未來 612 個月內相對同期基準指數漲幅在 15%以上 增持 預期未來 612 個月內相對同期基準指數漲幅在 5%15%之間 持有 預期未來 612 個月內相對同期基準指數漲幅在-10%+5%之間 減持 預期未來 612 個月內相對同期基準指數跌幅在 10%以上 行業評級行業評級 增持 預期未來 612 個月內對同期基準指數漲幅在 10%以上 中性 預期未來 612 個月內對同期基準指數漲幅在-10%+10%之間 減
90、持 預期未來 612 個月內對同期基準指數跌幅在 10%以上 備注:評級標準為報告發布日后的 612 個月內公司股價(或行業指數)相對同期基準指數的相對市場表現。其中 A 股市場以滬深 300 指數為基準;新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以摩根士丹利中國指數為基準,美股市場以標普 500 指數或納斯達克綜合指數為基準(另有說明的除外)。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -30-行業深度報告行業深度報告 重要聲明:重要聲明:中泰證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證券監督管理委員會許可的證券投資咨
91、詢業務資格。中泰證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證券監督管理委員會許可的證券投資咨詢業務資格。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告基于本公司及其研究人員認為可信的公開資料或實地調研資料,反映了作者的研究觀點,力求獨立、客觀和公正,結論不受任何第三方的授意或影響。本公司力求但不保證這些信息的準確性和完整性,且本報告中的資料、意見、預測均反映報告初次公開發布時的判斷,可能會隨時調整。本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本報告所載的資料、工具、意見、信息及推測只提供給客戶作參考之
92、用,不構成任何投資、法律、會計或稅務的最終操作建議,本公司不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶,不構成客戶私人咨詢建議。市場有風險,投資需謹慎。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。投資者應注意,在法律允許的情況下,本公司及其本公司的關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易,并可能為這些公司正在提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。本公司及其本公司的關聯機構或個人可能在本報告公開發布之前已經使用或了解其中的信息。本報告版權歸“中泰證券股份有限公司”所有。事先未經本公司書面授權,任何機構和個人,不得對本報告進行任何形式的翻版、發布、復制、轉載、刊登、篡改,且不得對本報告進行有悖原意的刪節或修改。